皮帶運(yùn)輸機(jī)故障分析及診斷方法設(shè)計

摘 要：皮帶運(yùn)輸機(jī)是工業(yè)生產(chǎn)過程中一種常見的運(yùn)載工具，其具有連續(xù)性、簡便性的特點，因此受到礦業(yè)、輕工業(yè)以及港口運(yùn)輸?shù)葘I(yè)的青睞。然而皮帶機(jī)本身的精密性不是特別高，受環(huán)境因素影響較大，容易出現(xiàn)各種各樣的故障，文章將以皮帶運(yùn)輸機(jī)故障分析為主要研究對象，通過常見故障的分析，提出相應(yīng)的智能診斷方法，希望能夠為相關(guān)專業(yè)提供可以參考的理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：皮帶運(yùn)輸機(jī)；故障分析；診斷設(shè)計

1 皮帶運(yùn)輸機(jī)常見故障分析

1.1 皮帶縱向撕裂

當(dāng)皮帶某一處受到的力非常不均勻時，就會使皮帶沿著運(yùn)動方向被撕裂開來，這一現(xiàn)象稱為皮帶縱向撕裂?？v向撕裂的主要原因是皮帶由于過度磨損而受力不均所造成，或是物料中有尖銳雜質(zhì)插入而使皮帶遭到嚴(yán)重破壞而發(fā)生縱向撕裂。這種故障一旦發(fā)生，會對皮帶造成破壞性的損害。檢測皮帶縱向撕裂的方法有很多，常見的方法有接觸式檢測方法，如在托輥上方安裝棒形檢測器、壓力檢測器；非接觸檢測方法，如超聲波檢測法、電磁檢測法。這些檢測方法在成本、檢測效果、實時性等方面存在一定的局限性。

1.2 皮帶斷帶

皮帶運(yùn)輸機(jī)發(fā)展斷帶故障，一般是由于受到橫向力較大，致使皮帶受力失衡而形成的。通常來講，皮帶運(yùn)輸機(jī)斷帶部分一般出現(xiàn)在滾筒部分或者是皮帶運(yùn)輸機(jī)接頭部位，這表明在這兩個部位，容易出現(xiàn)受力不均衡或者荷載過大的現(xiàn)象。而皮帶斷帶故障也會造成一些影響，例如在一些繁忙的工作線上，一旦發(fā)生皮帶斷帶，就會出現(xiàn)運(yùn)輸線堵塞或者機(jī)架部位受力過大而損壞的問題。甚至有的因為斷帶故障造成長時間停工，給企業(yè)帶來較大的經(jīng)濟(jì)損失，后果比較嚴(yán)重。

1.3 皮帶打滑

與皮帶斷帶相反，皮帶打滑故障是滾筒與皮帶之間受力不足，沒有足夠摩擦力支撐的問題引起，這時候雖然滾筒依舊在轉(zhuǎn)動，但是無法推動皮帶繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。打滑故障雖然不及上述兩種故障給皮帶帶來的損害大，但是長時間的打滑容易使皮帶表面產(chǎn)生大量熱量，如果是在煤炭等企業(yè)中，有可能引起煤塵或者瓦斯爆炸，因此也需要相關(guān)人員加以重視。

1.4 皮帶跑偏

皮帶機(jī)工作時皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)位置偏離應(yīng)有的理論位置的現(xiàn)象稱為皮帶跑偏，通常表現(xiàn)為皮帶邊緣與滾筒或托輥邊緣的值小于或大于應(yīng)有的理論值。皮帶跑偏將會造成機(jī)架和皮帶間產(chǎn)生很大的摩擦力，使得皮帶嚴(yán)重磨損，進(jìn)而軟化或撕裂，大大降低皮帶的工作壽命。對于皮帶跑偏故障的檢測，通常采用在皮帶兩側(cè)安裝跑偏開關(guān)的方法，一旦皮帶在運(yùn)行中偏離了原有位置，便會觸動到兩側(cè)的跑偏開關(guān)，從而引發(fā)跑偏報警。

2 皮帶機(jī)故障診斷方法的研究設(shè)計

2.1 接觸式診斷檢測方法

2.1.1 棒形檢測器。棒形檢測器是一根彎曲成托輥狀的槽形棒，安裝在皮帶與緩沖托輥之間的一種檢測裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。當(dāng)皮帶機(jī)物料當(dāng)中混有雜物時，這些雜物很有可能將皮帶刺穿，這時槽形棒就會被觸動，從而使限位開關(guān)有所響應(yīng)，進(jìn)而發(fā)出報警并使皮帶急停。這種檢測器在使用時，可以將若干個槽形棒連接在一起，以增加檢測范圍和可靠性。該裝置結(jié)構(gòu)簡單，易于安裝維護(hù)，但可靠性較差，且無法對皮帶機(jī)損壞程度進(jìn)行檢測。

2.1.2 弦線式檢測器。弦線式檢測器與棒形檢測器的原理類似，不同之處是將金屬棒換成金屬絲或者尼龍線，其檢測靈敏度比棒形檢測器略高，但存在與棒形檢測器同樣的缺點。

2.1.3 壓力檢測器。壓力檢測器是采用測力托輥代替?zhèn)鹘y(tǒng)托輥，將測力托輥安裝在輸送帶支架上，當(dāng)輸送帶發(fā)生斷裂、撕裂或者跑偏故障時，托輥會受到一個額外的力，并且這個力會保持一段時間，通過監(jiān)測托輥所受力的大小和變化情況來間接判斷輸送帶是否發(fā)生故障。這種方法原理簡單，安裝方便，但是可靠性較差，安裝在托輥上的傳感器長時間受力，極易產(chǎn)生磨損，使用壽命較短。

2.1.4 漏料檢測器。漏料檢測器是一種由托盤平衡錘和支點等組成的簡單檢測裝置。當(dāng)皮帶發(fā)生撕裂時，皮帶上的物料就會透過裂縫泄漏到皮帶下方的托盤里，當(dāng)托盤上裝載物料的質(zhì)量大于平衡錘時，整個裝置就會以支點為中心轉(zhuǎn)動從而觸動限位開關(guān)，使得皮帶報警并停機(jī)。這種檢測器檢測原理和機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單，檢測方便，但是檢測器壽命較短，且檢測實時性較差，智能化程度較低。

2.2 非接觸式檢測方法

非接觸式檢測方法與接觸式檢測方法相比，具有無損檢測的優(yōu)勢，檢測效果有所提升，非接觸式的檢測方法主要有以下幾種。

2.2.1 X光射線檢測法。德國科學(xué)家首先提出了X光射線檢測法，并將這種方法成功的運(yùn)用在皮帶運(yùn)輸機(jī)損傷類故障的檢測中，該方法可以檢測皮帶內(nèi)的鋼絲繩變形、接頭斷裂，并可對缺陷定位。當(dāng)皮帶運(yùn)輸機(jī)以較低速運(yùn)行時，其損傷的程度和損傷的位置均可以被自動記錄下來，但是皮帶運(yùn)輸?shù)乃俣葧艿街萍s。具體原理圖可見下圖2：

2.2.2 超聲波檢測法。超聲波檢測法是在皮帶運(yùn)輸機(jī)與托輥之間安裝波導(dǎo)管，波導(dǎo)管產(chǎn)生超聲波并能夠產(chǎn)生超聲波震蕩，通過超聲波檢測器接受產(chǎn)生的超聲波。當(dāng)皮帶運(yùn)輸機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時，產(chǎn)生波和接受波都為正常狀態(tài)，檢測器發(fā)出正常信號。當(dāng)皮帶運(yùn)輸機(jī)發(fā)生故障時，波導(dǎo)管就會收到損壞而彎曲，使得接受波和發(fā)送波都出現(xiàn)異常，超聲波檢測器可以檢測到異常信號，判斷皮帶發(fā)生故障。這種方法存在一定的破壞性，要使得波導(dǎo)管損壞才能夠判斷皮帶的撕裂，且需要破壞程度較大使得物料穿透皮帶，擠彎波導(dǎo)管后才能起作用。

3 結(jié)束語

綜上所述，皮帶運(yùn)輸機(jī)在我國運(yùn)用時間較長，并且由于皮帶運(yùn)輸機(jī)一般情況下運(yùn)輸距離較長，靠人工來完成巡檢存在效率低、勞動強(qiáng)度大、實時性差等問題。為此，分析皮帶運(yùn)輸機(jī)故障特點，并且設(shè)計開發(fā)一套皮帶運(yùn)輸機(jī)故障診斷檢測系統(tǒng)對于實現(xiàn)皮帶機(jī)的安全運(yùn)行和企業(yè)效益的提高具有重要意義和實際應(yīng)用價值。

參考文獻(xiàn)

[1]唐春降.煤礦皮帶運(yùn)輸機(jī)故障研究[J].科技創(chuàng)業(yè)家，2013（02）.

[2]胡正武.對皮帶運(yùn)輸機(jī)常見故障探析[J].河南科技，2013（13）.

作者簡介：張開典（1970-），男，籍貫：湖南省長沙市，學(xué)歷：本科，中級職稱，研究方向：帶式輸送機(jī)。